RESEAUX DE CHALEUR ET DE FROID

Ouest

Mise à jour décembre 2018

© Arnaud Bouissou - Terra © Laurent Mignaux - Terra

© Bernard Suard - Terra © Laurent Mignaux - Terra

HORIZON OBJECTIFS EUROPEENS OBJECTIFS FRANCAIS

Paquet Energie Climat

2020

• Porter la part des énergies renouvelables à 20% de la consommation finale d’énergie de l’UE

• Réduire de 20% la consommation d’énergie par rapport à 2005

• Porter la part des énergies renouvelables à 23% de la consommation finale d’énergie et à 27% de la consommation finale brute d’électricité

• Porter la part des énergies renouvelables à 33% de la consommation finale de chaleur et de froid

2030

• Porter la part des énergies renouvelables à 32% de la consommation finale d’énergie de l’UE

• Atteindre l’objectif de 32,5% d’économies d’énergie d’ici à 2030

• Porter la part des énergies renouvelables à 32% de la consommation finale d’énergie et à 40% de la production d’électricité

• Réduire la consommation énergétique primaire d’énergies fossiles de 30% par rapport à 2012

• Réduire la consommation finale d’énergie de 20% par rapport à 2012

2050 • Réduire la consommation énergétique finale de 50% par rapport à 2012

PPE2016

(en cours de révision)

2018(31 décembre)

• Energies renouvelables et de récupération (EnR&R) livrées par les réseaux de chaleur et de froid : 1,35 Mtep

2023(31 décembre)

• EnR&R livrées par les réseaux de chaleur et de froid : 1,9 à 2,3 Mtep

CHIFFRES CLEFS DE LA FILIERE EUROPENNE EN 2015

• En 2015, les quelques 6000 réseaux de chaleur et de froid européens couvrent 11 à 12% des besoins.• 60 millions d’européens sont raccordés à un réseau de chaleur et/ou de froid.• 140 millions d’européens vivent dans des villes équipées d’au moins un réseau.Source : Observatoire des réseaux de chaleur

Une grande majorité des pays de l’UE possède des réseaux de chaleur. Cesdernières années, la longueur des réseaux a progressé de 14% en Europe.Ces dynamiques sont cependant variables d’un pays à l’autre. Alors quedans certains pays de l’Europe de l’est, la tendance est à la baisse, le restede l’Europe voit l’importance de ses réseaux augmenter depuis 25 ans.Source : Sia Partners, d’après EuroHeat & Power 2015

CHIFFRES CLEFS DE LA FILIERE EN 2017 EN FRANCE• Le plus long réseau de chaleur en France : celui géré par la Compagnie Parisienne de Chauffage Urbain (CPCU) avec plus de 509 km de réseau pour 5,2

TWh livrés par an en moyenne.• Taille moyenne d’un réseau de chaleur en 2017 : 7,09 km de réseau pour 38,8 GWh livrés.• 56% d’énergies renouvelables et de récupération livrées par les réseaux.• 83% des réseaux utilisent au moins une source d’énergie renouvelable ou de récupération.

Les pays européens développent leurs réseaux de chaleur grâce à desmesures incitatives. Ces mesures découlent d’un contexte historique etpolitique propre à chaque pays. Il en résulte des rythmes d’évolution variés ;ces mesures soutenant d’abord l’offre, puis la demande et l’utilisationd’EnR&R.Source : Sia Partners, d’après Eco4EU & EuroStat

OBJECTIFS ET ETAT DES LIEUX DE LA FILIERE

Livraisons de chaleur par les réseaux (GWh)source : Observatoire des réseaux de chaleur

LES RESEAUX DE CHALEUR EN 2017 EN REGION (Source : SNCU) Sur l’ensemble des réseaux recensés, 50% se répartissent sur 3régions : Auvergne-Rhône-Alpes (22%), Île-de-France (15%) etGrand Est (13%).Globalement, la présence de réseaux de chaleur est plus marquéedans le nord et l’est que dans le sud et l’ouest du pays. Cesdisparités régionales peuvent s’expliquer par plusieurs facteurs,notamment la rigueur climatique, la densité de population et laprésence d’agglomérations importantes.En outre, la proportion d’EnR&R est plus élevée sur les régionsmoins pourvues en réseaux de chaleur.

En 2017, la combinaison entre le verdissement desréseaux existants et le développement de nouveauxréseaux a permis de livrer 1,18 Mtep (13 700 GWh) dechaleur renouvelable. Pour tenir les objectifs affichéspar la PPE, les efforts doivent ainsi s’intensifier sur lacréation de nouvelles opérations, en plus de l’extensionet de la densification des réseaux existants.Source : SNCU, 2018

Objectifs de la Programmation Pluriannuelle del’Energie (PPE) de 2016 (en cours de révision pour lespériodes 2018-2023 et 2024-2028)Livraison de chaleur et froid renouvelable et derécupération de 1,35 Mtep à l’horizon 2018 et de 1,9 à2,3 Mtep à l’horizon 2023.

Bouquet énergétique en 2017 (en énergie entrante, sans correction climatique)

Source : SNCU

Evolution du bouquet énergétique (en énergie produite, sans correction climatique)

Source : SNCU

En 2017, 83% des réseaux fonctionnent grâce à au moins une source d’EnR&R. Elles représentent 56% de l’énergie livrée.Les unités de valorisation énergétique (UVE) représentent encore un quart du bouquet énergétique. Arrive ensuite la biomasse à 22% avec uneproduction supplémentaire de 6% par rapport à 2016. En parallèle, le développement de la géothermie, de la récupération de chaleur industrielle et desources d’énergie émergentes comme la chaleur issue des datacenters, se poursuit.Source : SNCU, 2018

OBJECTIFS ET ETAT DES LIEUX DE LA FILIERE

Source : Cerema d’après SNCU

37%

1%5%

1%22%

25%

5% 4% Gaz naturel

Fiouls

Charbon

Autres non EnR&R

Biomasse

UVE

Géothermie

Autres EnR&R

Hauts-de-France

Normandie

Bretagne

Ile-de-France

Grand Est

Pays de La Loire

Centre-Val de Loire

Bourgogne-Franche-Comté

Nouvelle-Aquitaine

Auvergne-Rhône-Alpes

OccitaniePACA

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

30% 35% 40% 45% 50% 55% 60% 65% 70% 75% 80%

Livr

ais

on

de

cha

leu

r (G

Wh

)

Taux d'EnR&R (%)

56% d’EnR&R livrés par les réseaux en moyenne

2 090 GWh livrés par région en moyenne

Le Fonds chaleur a été créé en 2009 pour accélérer le développement de la chaleur produite à partir d’énergies renouvelables et de récupération(EnR&R). Sa gestion est déléguée à l’ADEME. Concernant les réseaux de chaleur, les aides sont attribuées sous certaines conditions :• Le montant de l’aide attribuée doit permettre une décote de l’ordre de 5% du prix de vente de la chaleur par rapport à la chaleur produite par une

énergie conventionnelle;• Le réseau de chaleur doit être vertueux, c’est-à-dire être alimenté à plus de 50% par des EnR&R.

Le Fonds chaleur soutient la création et l’extension des réseaux ainsi que la densification sous certaines conditions.

Depuis 2018, les réseaux de froid (production et distribution) sont également aidés par le Fond chaleur.

NB : chaque direction régionale de l’ADEME définit des règles détaillées d’attribution des aides, actualisées chaque année.

MECANISMES DE SOUTIENLE FONDS CHALEUR (source : Ademe)

BILAN SUR LE FONDS CHALEURDepuis sa création en 2009, il a permit de concrétiser de nombreux projets en les rendant compétitifs par rapport à des installations recourant à des énergies fossiles.Sur la période 2009 à 2017 :• Plus de 829 réseaux et environ 2 110 km aidés ;• Près de 665 millions d’euros d’aides versées soit près de 38% du Fonds chaleur pour les réseaux de chaleur ;• Une augmentation moyenne de 0,25 Mtep de production d’EnR&R par an.Pour l’année 2017 :• 231 km de réseaux aidés (contre 197 km en 2016) ;• Une aide moyenne par projet en baisse de 6 % par rapport à 2016.

LA TVA REDUITE SUR LA VENTE DE CHALEUR

L’une des mesures incitatives de développement des réseaux de chaleur est le bénéfice du taux de TVA réduit sur les abonnements d’une part (depuis2005) et sur l’énergie fournie lorsqu’elle est produite à partir d’EnR&R d’autre part (depuis 2007).• Application du taux réduit de 5,5 % sur la part fixe du prix de vente de la chaleur correspondant à l’abonnement ;• Application du taux réduit de 5,5% sur la part variable du prix de vente de la chaleur correspondant aux consommations, lorsque la chaleur du

réseau est produite, au moins à 50%, à partir de sources d’EnR&R.Source : Cerema

LES AIDES FINANCIERES POUR DES TRAVAUX DE RENOVATION ENERGETIQUE DE LOGEMENTS EXISTANTS

Les équipements de raccordement à un réseau de chaleur ou de froid peuvent être éligibles, sous certaines conditions, aux dispositifs d’aidesfinancières pour la rénovation énergétique des logements :• Le crédit d’impôt pour la transition énergétique (CITE) permettant de déduire de l’impôt sur le revenu une partie des dépenses éligibles ;• L’éco-prêt à taux zéro, accessible sans condition de ressources, pour financer un ensemble cohérent de travaux d’amélioration de la performance

énergétique (jusqu’au 31/12/2018) ;• Le taux de TVA réduit pour les travaux d’amélioration de la performance énergétique ;• Les aides du programme « Habiter Mieux » de l’Anah (Agence nationale de l’habitat) ;• Les aides des fournisseurs d’énergie (dispositif des Certificats d’économie d’énergie – CEE) ;• L’exonération de la taxe foncière sur les propriétés bâties (TFPB) pouvant être proposées par les collectivités territoriales ;Certaines collectivités locales peuvent également accorder des aides complémentaires aux aides nationales. Certaines aides peuvent être cumulablesentre elles sous certaines conditions.Pour plus d’infos sur chaque dispositif, se référer au guide sur les « Aides financières pour des travaux de rénovation énergétique des logementsexistants », 2018, MTES, ADEME, ANAH, ANIL.

LES AUTRES DISPOSITIFS DE SOUTIEN

FOCUS SUR UNE AUTRE PROCEDURE DE SOUTIEN : LE CLASSEMENT DES RESEAUX (source : Cerema)

Le classement d’un réseau de chaleur ou de froid est la procédure qui permet à une collectivité de rendre obligatoire le raccordement au réseau,existant ou en projet. Il s’applique dans les zones de développement prioritaires (à identifier dans les documents d’urbanisme au moment duclassement) pour les bâtiments neufs et les opérations de rénovations lourdes (y compris le changement de chaudière).Cet outil de planification énergétique territoriale offre aux collectivités la possibilité de mieux maîtriser le développement de la chaleurrenouvelable sur leur territoire. Il améliore également la visibilité de la réalisation de projets de réseaux de chaleur renouvelable et contribue àl’amélioration des pratiques si la mise en place s’accompagne d’une concertation renforcée.Trois conditions doivent être respectées afin qu’un réseau puisse être classé :• Le réseau est alimenté à 50% ou plus par des EnR&R ;• Un comptage des quantités d’énergie livrées par point de livraison est assuré ;• L’équilibre financier de l’opération pendant la période d’amortissement des installations est assuré.

EVOLUTION DU CONTEXTE REGLEMENTAIRE

Loi du 15 juillet 1980Relative aux économies

d’énergie et à l’utilisation de la chaleur

Elle fait suite aux chocs pétroliers et confie l’initiative de la création de réseaux de chaleur aux collectivitéslocales. Elle crée également la procédure de classement permettant d’imposer le raccordement à un réseau.

Directive européenne du 23 avril 2009

Relative à la promotion de l’utilisation de l’énergie

produite à partir de sources renouvelables

Elle fixe, pour la France, l’objectif de 23% d’énergies renouvelables et de récupération dans le bouqueténergétique national de 2020. L’objectif pour les réseaux de chaleur est de passer d’environ 0,5 Mtep dechaleur renouvelable distribuée à 3 Mtep. Cet objectif, repris dans la programmation pluriannuelle desinvestissement pour la chaleur de 2009-2020, repose sur de forts développements via des extensions, desdensifications, du verdissement et des créations de réseaux.

Loi du 3 août 2009(Loi Grenelle 1)

Elle introduit notamment pour les réseaux de chaleur :• l’obligation d’étude d’opportunité de création ou de raccordement à un réseau de chaleur/froid

renouvelable pour toute opération d’aménagement soumise à étude d’impact ;• l’obligation de prise en compte des réseaux de chaleur renouvelable dans les textes relatifs à l’urbanisme et

à la construction ;• le fonds de chaleur, dispositif de soutien financier aux projets de chaleur renouvelable dont les réseaux de

chaleur peuvent bénéficier.

Loi du 12 juillet 2010(Loi Grenelle 2)

Elle rend possible l’allongement des durées de délégations de service public pour les réseaux de chaleur. Ellerévise également la procédure de classement des réseaux de chaleur et de froid pour la rendre plus simple etplus accessible et rend obligatoire le comptage de la chaleur distribuée à chaque point de livraison.

2011Création du code de

l’énergie

La plupart des dispositions qui définissent le cadre juridique des réseaux de chaleur sont intégrées dans cenouveau code.

Directive européenne du 25 octobre 2012Relative à l’efficacité

énergétique

Afin d’atteindre un objectif de réduction de la consommation énergétique de 20% d’ici 2020, elle contientplusieurs mesures concernant les réseaux de chaleur/froid :• Développement des études de faisabilité du raccordement à un réseau dans les audits énergétiques ;• Réalisation d’études nationales du potentiel de développement des réseaux de chaleur et de froid (carte

nationale des besoins en chaleur et en froid …) ;• Obligation d’analyses coût/avantage de la valorisation de la chaleur fatale par réseau … .

Loi du 27 janvier 2014(Loi MAPTAM)

Loi du 7 août 2015(Loi NOTRe)

Elles affirment le rôle des collectivités en matière de planification énergétique, au-delà de leur rôle traditionnelde propriétaire de réseaux de distribution concédés. Les métropoles, notamment, sont devenues compétentesen matière de réseaux de chaleur en lieu et place des collectivités membres.

Loi du 17 août 2015(Loi sur la transition énergétique pour la

croissance verte LTECV)

Elle apporte un cadre juridique plus précis pour les réseaux de chaleur/froid et affiche un objectif fort àl’horizon 2030 (multiplier par 5 la chaleur renouvelable et de récupération livrée par les réseaux de chaleur etde froid). Cela passe par :• Une meilleure prise en compte des réseaux de chaleur dans les documents d’urbanisme et une meilleure

articulation de l’ensemble des réseaux énergétiques (chaleur, gaz, électricité) ;• Un recensement des réseaux de chaleur dans le cadre des schémas régionaux climat air énergie (SRCAE,

créés par la loi Grenelle 2) ;• La mise à disposition des données de production et de consommation par les gestionnaires en charge des

réseaux de chaleur publics ;• La réalisation d’un schéma directeur des réseaux de chaleur par les collectivités concernées avant le 31

décembre 2018 ;• L’encouragement de la récupération de la chaleur fatale et de sa valorisation par les réseaux … .

Source : Cerema

LE FONCTIONNEMENT D’UN RESEAU DE CHALEUR

Un réseau de chaleur est un système de distribution de chaleur produite de façoncentralisée, permettant de desservir plusieurs usagers. Il comprend :• Une ou plusieurs unités de production de chaleur,• Un réseau de distribution primaire dans lequel la chaleur est transportée par un fluide

caloporteur,• Et un ensemble de sous-stations d’échange, à partir desquelles les bâtiments sont

desservis par un réseau de distribution secondaire.

Il existe différentes catégories de réseaux de chaleur selon qu’il y a vente de chaleur ou nonà des tiers et selon la maîtrise d’ouvrage :

Les porteurs de projets peuvent être variés : collectivités territoriales (communes, EPCI…),établissements publics (office HLM, hôpitaux, universités…), porteurs privés (sociétéd’économie mixte (SEM), société publique locale (SPL), association foncière urbaine libre(AFUL) …).

TECHNOLOGIES

Illustration schématique du principe de foisonnement

Cas n°1 : Chaque bâtiment dispose de son propre système de chauffage

ProjetVente de chaleur à des tiers ?

Oui

Non

Maîtrise d’ouvrage publique ?

Réseau technique

Réseau de chaleur privé

Service public et réseau de chaleur

Oui

Non

LE FOISONNEMENT

Le foisonnement est le phénomène par lequel la demande en chaleur d’un quartier est lissée, du fait du caractère asynchrone des besoins desdifférents bâtiments. Il permet de mieux mutualiser l’investissement dans les équipements de production de chaleur.La densité de construction seule ne permet pas de caractériser les besoins en chaleur d’un quartier. La morphologie urbaine, la performancethermique et la mixité des usages (habitat, tertiaire, équipement, industrie, services, loisirs…) sont également importants.

0h 6h 12h 18h 24h 0h 6h 12h 18h 24h 0h 6h 12h 18h 24h

+ =

Bâtiment 1 : Bureaux Bâtiment 2 : Logements

Quartier : Bâtiment 1 + Bâtiment 2

Pour le bâtiment 1 (bureaux en bleu clair), la pointe de consommation se situe entre 6h et 12h, à l’arrivée des employés. A l’inverse, la consommationest très faible en soirée, le bâtiment étant inoccupé.Dans le bâtiment 2 (logements en bleu foncé), le logement est vide en journée donc faiblement chauffé. En revanche, les occupants présents ensoirée font appel au chauffage pour assurer leur confort.Les surfaces hachurées représentent la puissance installée et non utilisée sur certaines tranches horaires.

En additionnant les profils d’appels à chaleur des 2 bâtiments, la courbe d’appel sur la journée est plus stable. La surface hachurée est beaucoup plusfaible, les générateurs fonctionnant ainsi plus souvent à un régime plus proche de leur puissance nominale ; ce qui améliore leur rendement etl’adéquation entre coûts d’investissement et revenus.

Cas n°2 : Les bâtiments constituent un « micro-quartier » et sont chauffés par un système collectif

LA DENSITE THERMIQUE

La densité thermique (d) est une unité qui permet de donner un ordre de grandeur sur le dimensionnement d’un réseau de chaleur/froid. Elles’exprime en MWh/ (ml.an).

d = quantité de chaleur livrée sur une année [MWh] / longueur de tranchée du réseau [mètres linéaire ml]

En moyenne, la densité thermique des réseaux existants est de 8 MWh/(ml.an) en France. Elle peut être comprise entre 15 et 20 pour les réseaux trèsdenses des années 60-70 ; et entre 3 et 6 pour les réseaux récents. D’après les critères de l’Ademe, en dessous de 1,5 MWh/(ml.an), la viabilitééconomique du réseau est remise en cause.

Source : Cerema

Construction du réseau

Exploitation du réseau

Régie Collectivité Collectivité

Affermage Collectivité Délégataire

Concessions Délégataire Délégataire

Délégation de service

public (DSP)

Concernant les réseaux publics, il existe différentsmodes de gestions selon le financement de laconstruction du réseau et son exploitation.

Source : Cerema

Source : Cerema

TECHNOLOGIES

DE QUOI EST COMPOSE UN RESEAU DE CHALEUR ? Source : Cerema

ELEMENTS VARIANTES COMMENTAIRES

L’unité de production de chaleur Les énergies conventionnelles (fossiles) tellesque le gaz ou le fioul, fortement émettrices degaz à effet de serre, bien adaptées à lafourniture d’énergie pendant les pointes deconsommation.

Généralement, un réseau comporte une unitéprincipale qui fonctionne en continu et une unitéd’appoint utilisée en renfort pendant les heuresde pointe, ou lors des périodes de maintenance.

Avec la consommation réduite des nouveauxbâtiments, d’autres sources de chaleurdeviennent possibles comme la géothermie peuprofonde ou la chaleur prélevée dans les eauxusées (ces systèmes font appel à des pompes àchaleur).

Certaines unités de production fonctionnent encogénération, permettant de produiresimultanément de l’électricité et de la chaleurpour alimenter le réseau.

Les énergies renouvelables comme la biomasse(bois, résidus agricoles, cultures énergétiques…)produisant de la chaleur par combustion dansune chaufferie spécifique, ou la géothermie.

L’énergie de récupération telle que la chaleurfatale dégagée lors de l’incinération des déchetsou celle issue de sites industriels.

Le réseau de distribution primaireLe réseau vapeur avec une température de 200à 300°C, à l’utilisation de plus en plus limitée,présent essentiellement pour la fourniture dechaleur industrielle, mais Paris l’utilise pour sonréseau de chaleur.

Les canalisations sont généralement constituéesd’un système double-enveloppe : une gaineextérieure en acier (jusqu’à 800 mm dediamètre) à l’intérieur de laquelle se trouve uneautre gaine en acier transportant le fluidecaloporteur entourée d’une épaisseur d’isolant(laine de roche, mousse polyuréthane…).NB : Concernant les réseaux basse température, au vu dela température de l’eau, l’isolation du réseau n’est pasnécessaire ce qui diminue les coûts d’investissement.

La pose peut se faire :• En caniveau enterré, permettant une

protection mécanique et minimise les effetsdus à l’humidité par ventilation de cescaniveaux ;

• En tranchées, moins coûteuse, maisnécessitant que les gaines soient entouréesd’un film protecteur conte l’humidité etqu’elles soient installées à une profondeursuffisante afin d’absorber les efforts desurface.

Le coût de pose d’un mètre linéaire de réseaudépend de très nombreux facteurs liés à chaqueprojet (milieu urbain ou rural, …).

Le réseau eau surchauffée avec unetempérature comprise entre 110 et 180°C,principalement utilisé pour les réseaux degrande envergure alimentant des bâtimentsnécessitant des températures élevées (laveries,abattoirs, industries textiles …)

Le réseau eau chaude avec une températurecomprise entre 60 et 110 °C, généralementprévu pour les groupes d’immeublesd’habitations ou de bureaux, les hôpitaux ou lesétablissements industriels qui ne consommentpas de vapeur.

Le réseau eau basse température (ou boucled’eau tempérée), généralement inférieur à 30°C,distribuant l’eau vers des sous-stations équipéesde pompes à chaleur pour produire de l’eauchaude (chauffage et eau sanitaire) et de l’eaufroide (rafraîchissement ou climatisation).

Les sous-stations d’échangesGénéralement situées en pied de bâtiment,elles se composent d’un échangeurthermique qui permet le transfert de lachaleur entre les 2 circuits (primaire etsecondaire).

La sous-station comporte également uncompteur de chaleur transférée qui permetde connaître la consommation d’énergie dubâtiment, donnée nécessaire à lafacturation.

Dans le cas des réseaux basse température(boucles tempérées), la sous-station estassociée à une pompe à chaleur.

Schéma de fonctionnement d’une sous-station d’échange

DEROULEMENT DES DEMARCHES

CREATION D’UN RESEAU DE CHALEUR

Source : Guide de réalisation d’un schéma directeur d’un réseau existant de chaleur et de froid,Amorce, 2017

Etude d’opportunité

• Identification des parties prenantes (porteur de projet, maître d’ouvrage, partenaires locaux)

• Définition du périmètre du projet

• Synthèse des besoins en chaleur (chauffage, eau chaude …) et des possibilités locales d’approvisionnement (EnR&R notamment)

• Solution technique envisagée, pré-dimensionnement voire pré-chiffrage

Etude de faisabilité

• Vérification de la faisabilité technique et économique du projet

• Proposition de solutions techniques et économiques (approvisionnement, scénarisation, dimensionnement, bilans économique, énergétique, social et environnemental)

• Evaluation environnementale du réseau

• Solutions en matière de montage financier et juridique

• Signature de lettres d’engagement des abonnés pour le raccordement au futur réseau

Etudes de projet

(conception)

• Marché de maîtrise d’œuvre et des autres acteurs (contrôleurs, coordonnateurs…)

• Programme et enveloppe financière définitifs

• Suivi et validation des études

• Consultation des entreprises

Conduite en quelques jours, elle contribue àl’identification du projet et aboutit à la décisionde lancement de l’étude de faisabilité

Permet de statuer sur la pertinence du projet,ses modalités techniques, juridiques,économiques et d’acter une décisiond’investissement

ETUDES

Réception et mise en service

• Suivi de la préparation et de l’exécution des travaux

• Réception, mise en service et suivi de la garantie de parfait achèvement

Gestion et exploitation

• Gestion et exploitation du réseau

TRAVAUX

ELABORATION D’UN SCHEMA DIRECTEUR

Lancement de la démarche

• Définition du périmètre du schéma directeur

• Identification des parties prenantes (acteurs concernés par le réseau de chaleur) pour concertation aux étapes clés

Diagnostic

• État des lieux du réseau existant (plan, description, typologie abonnés, structure tarifaire...), performances du réseau, contexte contractuel, audits technique et économique

• État des lieux des sources de chaleur à proximité

Scénarisation

• Description des évolutions prévues ou prévisibles sur le périmètre du schéma : consommations, impacts des opérations urbaines prévues, perspectives d’extension, de densification et d’interconnexion, EnR&R…

• Élaboration de scénarios et évolutions contractuelle, politique et juridique

• Analyse économique, environnementale et sociale pour chaque scénario

Choix du scénario et plan d’actions

• Synthèse de l’étude, élaboration des critères de choix du scénario (en concertation avec les parties prenantes)

• Évaluation de chaque scénario par rapport aux critères retenus et choix final

• Élaboration du plan d’actions

Sert à établir une base commune à l’ensemble desparties prenantes

ETUDES

Mise en œuvre

• Mise en œuvre du schéma

TRAVAUX

L’obligation de réalisation d’un schéma directeur par les collectivitéspropriétaires d’un réseau de chaleur en service au 1er janvier 2009 estinstituée par la LTECV. L’objectif est de réaliser un exercice prospectif sur ledevenir de son réseau à l’horizon 2030 et de fournir différents scénariospour décider d’une programmation de travaux à entreprendre durant cettepériode (intégration d’EnR&R, réduction des émissions de GES,pérennisation économique du réseau …).Le schéma directeur est exigé par l’ADEME pour toute demande d’aide àl’investissement sur un réseau de chaleur existant (extension, densification,chaufferie).

Source : Guide de création d’un réseau de chaleur, Amorce, 2017

1920

1960

1980

2010

2020

2050

1es réseaux pour répondre aux besoins de chaleur importants des grandes villes

Création de réseaux en lien avec les grandes politiques d’urbanisation

Développement des réseaux « géothermie » et « IUOM » suite aux chocs pétroliers

Développement des réseaux « chaleur renouvelable »

Objectifs de la Programmation Pluriannuelle de l’Energieconcernant les réseaux de chaleur• 1,9 à 2,3 Mtep de chaleur et de froid renouvelable et de

récupération livrés en 2023• Multiplication par 5 de la quantité d’énergie renouvelable

et de récupération livrée par les réseaux d’ici 2030 (et par2 d’ici 2023) par rapport à 2014

Mobilisation des EnR&R déjà exploitées

Fonctionnement des réseaux à des températures plus basses

Développement des réseaux de froid

En France, la consommation d’électricité pourproduire du froid est estimée à 30 TWh en 2016(soit 6% environ du total de l’électricitéconsommée).24 réseaux de froid en France métropolitainelivrent 1 TWh de froid, principalement dans lesecteur tertiaire.

Développement des réseaux très basses températures

Développement du stockage de la chaleur (journalier et inter-saisonnier)

Quelques exemples de stockage de chaleur en Europe :• Cuve de stockage inter-saisonnier du réseau de chaleur de Friedrichsaffen (Allemagne)• Accumulateur à eau du réseau de chaleur de Borås (Suède) pour la gestion des pics de consommation• Stockage commun inter-saisonnier d’un réseau de chaleur solaire thermique à Hambourg (Allemagne)• Démonstrateur de stockage d’énergie thermique à Brest (France)

Développement des synergies entre réseaux (électricité, chaleur, gaz) et des smartgrids énergétiques

• Smartgrid énergétique au Danemark : une éolienne, un réseau de chaleur, unréseau de gaz et du solaire thermique sont connectés et produisent del’énergie en fonction des appels à puissance sur les réseaux, del’ensoleillement, du vent, du prix de l’électricité, des températures extérieurs…

• Smart grid électrique et thermique du projet Descartes Grid (Ile-de-France)pour développer le potentiel des EnR&R en utilisant toutes les ressourceslocales, en mutualisant les besoins énergétiques des différentes typologies debâtiment et en optimisant la distribution par un smart grid.

Interconnexion des réseaux entre eux pour les rendre plus efficaces et plus sûrs

Comment atteindre ces objectifs et quelles innovations pour les réseaux de chaleur ?

Avec les réseaux très basses températures, on évolue vers une productiondécentralisée où plusieurs sources peuvent alimenter le réseau. La gestion deces nombreuses sources d’énergie pouvant alimenter un réseau très bassetempérature nécessite l’introduction d’équipements intelligents.- Adaptés pour alimenter des bâtiments basses consommations

En 2016, seuls 3% du bouquet énergétique des réseaux de chaleur provientd’énergie de type chaleur fatale des industries, du solaire thermique, des eauxusées ou des datacenters.

• Sur la région de Copenhague, 20 réseaux de chaleur sontinterconnectés.

• Des évolutions dans ce sens en Ile-de-France. Par exemple, plusieursréseaux de chaleur interconnectés à Ivry-sur-Seine.

Finalité : Obtenir des réseaux entièrement décarbonnés utilisant toutes les EnR&R possibles, associés à une gestion intelligente des bâtiments et des réseaux énergétiques

+ Réduction des pertes thermiques

+ Utilisation de sources de froid renouvelables

+ Réseaux pouvant être réversibles : associés à une pompe à chaleur, lemême réseau peut être utilisé pour le chaud et le froid

+ Mobilisation de nouvelles sources d’énergies : géothermie à faibleprofondeur, solaire thermique, sources faibles (eaux usées, datacenters,crématorium, bâtiments à énergie positive…)

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+ Lisser les pics de demande sur la journée et/ou sur l’année

• Stockage du surplus de la production électrique par le réseau de chaleur(via des pompes à chaleur ou par cogénération) : « Power-to-heat »

• Echanges d’énergie entre bâtiments via les réseaux de chaleur• Gestion de plusieurs sources d’énergies en fonction de divers paramètres

variables dans le temps grâce à des capteurs communicants, desinterconnexions par réseaux informatiques, des capteursmétéorologiques…

+ Augmentation du foisonnement

+ Mobilisation de sources de chaleur éloignées des villes (ex : centrales nucléaires)

RECHERCHE ET INNOVATION

20 à 30°C

70°C

Biomasse IUOM Géothermie profonde

Exemples de réseaux en Francemobilisant d’autres types d’énergie :• Réseaux de Balma (31) ou de

Chambéry (74) (utilisation du solairethermique)

• Réseau de Nanterre (92) (utilisation dela chaleur des eaux usées)

• Réseau de Marne-la-Vallée (77)(utilisation de la chaleur d’undatacenter)

Evo

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